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Study shows how fungi and bacteria can activate genes associated with head and neck cancer

Publicado em 27 maio 2021

真菌细菌如何影响基因表达和肿瘤存活

一项由巴西São Paulo州立大学(UNESP)的一组研究人员进行的体外研究显示了真菌和细菌如何激活与头颈部肿瘤相关的基因,由于生物膜的代谢(这些微生物以一种有结构和协调的方式自组织的群落)通过有利于肿瘤发展和抵抗治疗所需的细胞信号通路刺激肿瘤细胞。这些发现包括了头颈部癌症中微生物生物膜和细胞行为之间的联系的全新信息。

  研究人员发现,生物膜分泌的代谢物被称为分泌组,可以调节与肿瘤细胞生长和生存相关的原癌基因和细胞周期基因的表达。他们的基因表达分析集中在两种信号通路(EGFR/RAS/RAF/MEK/ERK和EGFR/PI3K/AKT/mTOR)上,这两种信号通路在肿瘤细胞增殖、分化和生存中起关键作用。这些通路中基因表达的改变在各种类型的肿瘤中非常普遍。

  研究人员分析了头颈部和口腔的鳞状癌细胞。鳞状细胞癌是口腔癌中最常见的一种,其产生的功能和审美变化降低了患者的生活质量。

  细胞被来自白色念珠菌真菌和金黄色葡萄球菌生物膜的代谢物刺激。这些微生物在假牙使用者中非常常见:先前的研究发现,30%-40%的受试者中存在这两种微生物。

  口腔微生物群在癌症的发生中起着重要作用。遗传标记与微生物的存在在某些类型癌症中已经确定,如胃癌。但是对于与头颈癌相关的最普遍的基因还没有达成共识,迄今为止还没有发现这种疾病的分子标记物,尤其是HPV阴性的癌症,其预后更差。

  根据发表在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》上的一篇研究报告,白色念珠菌和金黄色葡萄球菌生物膜的代谢产物可危及正常和肿瘤性口腔上皮细胞的稳态,改变CDKN1A、Bcl-2、PI3K、BRAF、hRAS和mTOR等重要基因的表达。损害细胞活力和存活,破坏细胞周期。

  了解细胞周期很重要,因为癌症需要不受控制的细胞分裂和生长,肿瘤细胞有可能入侵全身的组织和器官。这个周期的抑制剂的失败和过度的信号通过细胞分裂调节可以导致肿瘤进展。

  口腔微生物群是一个多种多样的微生物群落,有多达700种病毒、原生动物、细菌和真菌。当生物膜形成时,它们产生的代谢物会改变免疫反应,并可能导致慢性炎症,甚至癌变物质的产生。

  该研究的共同负责人、联合国环境研究中心的教授Paula Aboud Barbugli说:“研究结果显示,生物膜中这些微生物分泌的分子甚至可以在远离感染部位的地方调节宿主细胞的活动”。

  研究结果是对使用假牙的癌症患者的治疗的一个警告。该研究的主要作者Carlos Eduardo Vergani教授说:“我们之前的研究和刚刚发表的研究表明,生物膜的控制,包括假牙和口腔卫生,对减少炎症过程极其重要,该研究指出,与肿瘤进展相关的基因表达受到干扰。”

  由Vergani领导并于2017年发表的另一项研究显示,甲氧西林敏感的白色念珠菌和金黄色葡萄球菌生物膜中的可溶性因子促进了细胞死亡和炎症反应。

  根据巴西国家癌症研究所(INCA) 3月份发布的一份报告,每年报告的喉癌和口腔癌新病例约为22,800例,其中大多数为男性。

  未来

  COVID-19大流行迫使该小组中断了他们原计划根据研究进行的临床试验。对于Vergani来说,目前获得的结果为未来口腔生物膜的代谢组学和蛋白质组学研究铺平了道路。

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